Устройство для электромагнитного каротажа скважин

 

ПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сееоз Соеетспна

Совремнктнчеснни

Ресгвублнк ггг)855586

К АВТОРСКОМУ С (е1) Доповннтевьмое к авт. свнд-ву (22) Заявлено 1 $1?79 (21) 2853199/18-25 с присоединением заявки М

{23)Приоритет

Опубликовано 1508,81. Ьгоялетень HR 30

®)М. кл.з

6 01 Ч 3/.28

Гоеуаврствеяяыя еоиятет

СССР во аман язобретеняя я отггрытяя (S3) УДК 550.837г

:622.241(088.8) Дата опубликования описания 15.0881 (72) Авторы изобретения

Э.И. Арш, В.С. Хандецкий и В.Г. рие-в г

Днепропетровский ордена Трудового Кр(Всноггз ..тиаМени, государственный университет им. 300-3четия,,воссоедйнения

Украины с Россией (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КАРОТАЖА

СКВАЖИН

Изобретение относится к скважннным геофизическим исследованиям и может быть использовано при каротаже скважин, оборудованных обсадной колонной из немагнитного и неэлектропроводного материала, а также в открытом стволе скважин.

Известно устройство для электромагнитного каротажа скважин, которое содержит автогенератор с частотоэадающим колебательным контуром в цепи положительной обратной связи, высокочастотный трансформатор в нагрузочкой цепи автогенератора, канал связи и наземную приемную часть с избиратель-

Недостатками этого устройства являются значительные погрешности,связанные с влиянием скважины (изменений зазора между датчиком и стенками скважин) и влиянием изменений злектг Ç() ропроводности бурового раствора на точность измерений.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для электромагнитного каротажа скважин, работа которого основана на возбуждении в скважине электромагнитного поля и измерении параметров вторичного поля в приемных катушках, находящихся на некотором расстоянии от возбудителя поля, содержащее автогенератор возбуждения с генераторной катушкой, две разнесенные в пространстве приемные катушки, в середине между которьвги расположена дополнительная геиераторная катушка, усилители, подключенные к выходам приемных катушек, избирательный измеритель разности фаэ, подключенный входами к выходам усилителей, генератор с кварцевой стабилизацией частоты, циклическое переключающее устройство с управлением от импульсного генератора, включенное между автогенератором возбуждения, генератором с кварцевой стабилизацией частоты и огновиой и дополнительной генераторными катушками соответственно, и отсчетно-регистрирующий блок, подключенный к измерителю разности фаз че855586 реэ канал связи. В процессе измерений при подключении генераторной катушки между приемными осуществляется отсчет начального уровня. сигнала при

Д 4 = О. Использование относительных измерений {Ь Р) и фиксации начального уровня сигнала с помощью измерительных катушек, находящихся в скважине, позволяют снизить влияние скважины и повысить точность измеренийЮ

Однако на точность измерений влияет также изменение электропроводности буровой жидкости, так как при интерпретации данных каротажа может возникнуть необходимость введения поправки на влияние электропроводности жидкости. Кроме того, точность 15 измерения снижается из-за использования отдельного автогенератора для определения начального уровня сигнала фо, так как возникновение различий в параметрах режимов двух авто- щ генераторов приводит к погрешностям при измерении h Ро.

Цель изобретения — повышение точности измерений путем исключения влияния злектропроводности буровой жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для электромагнитного каротажа скважин, содержащее генератор возбуждения, две генераторные катушки, две разнесенные в пространстве приемные катушки, в середине между которыми расположена одна из генераторных катушек, усилители,подключенные к выходам приемных катушек, измеритель разности фаз, подключенный входами к выходам усилителей,циклическое переключающее устройство, включенное между генератором возбуждения и генераторными катушками, канал связи и отсчетно-регистрирующий () блок, введены амплитудный детектор, два последовательно соединенных уп-. равляемых резистора и преобразователь сопротивление-частота, причем к выходу генератора возбуждения подключен вход амплитудного детектора, выход которого соединен с управляющим электродом первого управляемого . резистора, управляющий электрод второго управляемого резистора соединен с выходом измерителя разности фаэ, его вход соединен с общей шиной устройства, вход преобразователя сопротивление — частота соединен с вы ходом первого управляемого резистора, а выход соединен с входом отсчет- H но-регистрирующего блока через канал связи

На чертеже дана схема устройства.

Схема устройства состоит из зонда, содержащего две генераторных катуш- Щ ки 1 и 2 с разомкнутыми ферромагнитными сердечниками, две приемных катушки 3 и 4, конденсаторы 5-8,включенные параллельно генераторным и приемным катушкам, циклическое переключающее устройство Э,генератор 10 возбуждения,усилители 11 и 12,измеритель

13 разности фаз, амплитудный детектор

14,последовательно соединенные управляемые резисторы 15 и 16, преобразователь 17 сопротивление-частота, канал 18 связи и наземной части, содержащей отсчетно-регистрирующий блок

19.

Приемные катушки 3 и 4 расположены на некотором расстоянии от генера,торной катушки 1,генераторная катуш ка 2 расположена строго посредине между приемными катушками 3 и 4.Генераторные катушки 1 и 2 совместно с конденсаторами 5 н 7 образуют идентичные по конструкции и параметрам колебательные контуры, подключаемые к автогенератору в качестве частотоэадакщего контура с помощью циклического переключающего устройства 9.

Приемные катушки 3 и 4 совместно с конденсаторами 6 и 8 также образуют идентичные по конструкции и параметрам колебательные контуры, подключаемые ко входам усилителей 11 и 12,выходы которых соединены со входами измерителя 13 разности фаз. K выходу генератора 10 возбуждения подключен вход амплитудного детектора 14, выход которого соединен с управляющим электродом первого управляемого резистора 15, выход измерителя 13 разности фаз соединен с управляющим электродом второго управляемого резистора 16. Управляемые резисторы 15 и 16 подключены между общей шиной скважинного снаряда н входом преобра=ователя сопротивление — частота 17, выход которого соединен с каналом

18 связи, который подключен к наземной части, содержащей отсчетно-регистрирующий блок 19. Питание всех элементов устройства осуществляется с помощью находящегося в наземной части блока питания, энергия которого передается по каротажному кабелю.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Переменный ток, протекающий в генераторной катушке 1 генератора 10 возбуждения возбуждает в окружающих скважину горных породах и в скважинной жидкости токи, которые приводят к возникновению в риемных катушках 3 и 4 переменных ЭДС, в которых содержится как полезный сигнал, характеризующий магнитные свойства горных пород, так и сигнал помехи, обусловленный влиянием электропроводности жидкости.Сигналы приемных катушек подаются на усилители 11 и 12 и на входы измерителя 13 разности фаз. Измерения разности фаз позволяют в значительной степени исключить влияние скважины на точность измерений магнитных или, электрических свойств пород. В то же время изменения электропроводности скважинной жидкости и, в меньшей ме855586 ре, горных пород, приводят к измене ниям внесенногс в генераторную катушку 1 комплексного сопротивления,а также к изменениям фазовых сдвигов в приемных катушках, что приводит к погрешностям измерений. Для компенсации погрешности, обусловленной влиянием электропроводности скважинной жидкости, с помощью амплитудного детектора 14 измеряется напряжение на генераторной катушке 1 генератора 10 возбуждения и этот сигнал используется для коррекции сигнала, выделяемого на выходе измерителя 13 разности фаз. Сигналы амплитудного детектора

14 и измерителя 13 разности фаз подаются на управляющие электроды управляеьых резисторов 15 и 16. Эти резисторы включены в качестве датчика преобразователя сопротивление - частота

17, частотный сигнал .которого подается через канал 18 связи на вход отсчетно-регистрирующего блока 19.

Для получения дополнительной информации о начальном значении разности фаэ с помощью циклического переключающего устройства 9 к генератору

10 возбуждения подключается генера- . торная катушка 2, идентичная генераторной катушке 1 и расположенная строго посредине между приемными катушками 3 и 4. В этом положении переключателя разность фаэ на выходе измерителя 13 равна нулю и мало зависит от изменений магнитных и электрических свойств пространства, пересекаемого скважиной.

Устройство позволяет автоматически устранять влияние изменений электропроводности скважинной жидкости в процессе каротажа, благодаря чему достигается более высокая точность определения магнитных свойств горных пород, а кроме того, частота передаваемого по каротажному кабелю сигнала не зависит от рабочей частоты измерительного генератора, которая может выбираться, исходя из свойств каротируемых горных пород.

Формула изобретения Устройство для электромагнитного каротажа скважин, содержащее генератор возбуждения, две генераторные катушки, две разнесенные в пространстве приемные катушки, в середине межЯ ду которыми расположена одна из генераторных катушек, усилители, подключенные к выходам приемных катушек,измеритель разности фаз,подключенный входами к выходам усилителей, циклическое переключакщее устройство, включенное между генератором возбуждения и генераторными катушками, канал связи и отсчетно-регистрирующий блок,о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с

2О -целью повышения точности измерений путем .исключения .влияния электропроводности буровой жидкости, в него введены амплитудный детектор, два последовательно соединенных управляемых резистора и преобразователь сопротивление - частота, причем к вы- . ходу генератора возбуждения подключен вход амплитудного детектора,выход которого соединен с управлякщим электродом первого управляемого резистора, управляющий электрод второго управляемого резистора соединен с выходом измерителя разности фаэ, а его вход соединен с общей шиной устройства, вход преобразователя сопротивление — частота соединен с выходом первого управляемого резистора, а выход соединен с входом отсчетно,регистрирующего блока через канал связи

40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 2018080, кл. 324-5, опублик. 1939.

2. Авторское свидетельство СССР

382990, кл. 6 01 Ч 3/18, 1971 (прототип) .

855586

Составитель В. Майоршии

Редактор Л. Повхан Техредй.Кастелевич, Корректор В. Синицкая

Заказ 6901/65 Тираа 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Умгород, ул. Проектная, 4